沥青路面的应力场测试及车辙敏感区分析

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车辙是沥青路面最严重的病害之一,车辙的产生降低了道路的服务水平,严重影响车辆的行车安全,为了更有针对性地防治车辙,提出了沥青路面的车辙敏感区的概念。通过对车辙产生机理的分析发现,车辙敏感区的存在与沥青路面的较大应力场(正应力场和剪应力场)和高温温度场有关,利用二者的组合效应,对车辙敏感区进行分析。论文研究依托在建的高速公路,在路面结构中埋设了压力传感器,实测了路面结构内的应力,结合数据拟合结果,分析了沥青路面的较大应力场;利用现有的实测温度数据,分析了沥青路面的高温温度场;利用有限元软件对不同荷载水平、不同温度下的路面应力场进行了数值计算,分析了沥青路面的剪应力场;结合上述研究结果对车辙敏感区进行分析,并确定了车辙敏感区的深度范围。研究结果表明:沥青路面结构内的正应力随路面深度的增加呈指数形式衰减,满足指数函数σ(h)=p0 · e-h/b的分布规律;基于实测路面应力场,确定了较大应力场的范围,位于路表面以下36cm的范围内;依据实测温度确定了路面的高温温度场,主要分布在路面深度0~12cm之间l利用有限元软件对路面应力场进行数值计算,受最大剪应力场影响较大的区域集中在5~10cm之间;对较大应力场和高温温度场组合分析,得到高温时路面结构内受压应力影响最大的区域,即路表面下0~8cm范围内,之后结合对面层内最大剪应力的分析结果,对车辙敏感区进行分析,最终确定其深度范围集中在0~10cm之间;提出三种防治车辙的技术方案,即进行交通管制(在特定的时间限制重载车辆通行);相应提高车辙试验的试验温度和荷载条件;复合抗车辙技术。
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